静电场的详细计算

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《静电场》概念公式总结

《静电场》概念公式总结

《静电场》概念公式总结一求静电力1库仑定律(1) 适用于真空中两个点电荷之间(2)计算时不带正负号。

(2) 方向:沿二者连线,同斥异吸。

2 F=qE(1) 适用于匀强电场(2)计算时不带正负号。

(2) 正电荷受力方向与场强方向相同,负电荷受力方向与场强方向相反。

二求电场强度的大小1 场强的定义式:E=F/q(1) 适用于任何电场(2)计算时不带正负号。

(3)q指的是试探电荷所带的电荷量。

(4)场强E的大小与F、q无关,只由电场本身决定。

2 点电荷的场强:(1)适用于真空中点电荷形成的电场(2)计算时不带正负号。

(3)场强E的大小与场源电荷Q,距Q的距离有关。

距场源电荷越近的位置,场强越大。

3 场强与电势差的关系 E=U/d(1)适用于匀强电场,但对于非匀强电场可以定性分析 (2)计算时不带正负号。

1(3)d指的是A、B两点间沿电场方向的距离。

4 在电场线分布图中,线的疏密代表场强的大小。

线密则场强强,线疏则场强弱。

三判断电场的方向1已知电荷在电场中受力情况场强E的方向与正电荷受力方向相同,与负电荷受力方向相反。

2 已知场源电荷的情况正电荷产生的电场:场强方向由正电荷指向无穷远处。

即沿半径向外。

负电荷产生的电场:场强方向由无穷远处指向负电荷,即沿半径向里。

3在电场线分布图中某点的场强方向即该点的切线方向。

4在等势面分布图中电场线垂直于等势面,由电势高的等势面指向电势低的等势面。

5 电场强度的方向即电势降落最快的方向。

四求静电力做功1 功的定义式:w=FLcosα(1) 适用于恒力做功,即在匀强电场中。

(2) 计算时不带正负号(3) 做功的正负看位移(速度)方向与力的方向。

钝角做负功,锐角做正功,垂直不做功。

2 静电力做功与电势能的关系:(1) 适用于任何电场。

(2)计算时带正负号2(2) 静电力做正功,电势能减小。

减小的电势能等于静电力做的功。

静电力做负功,电势能增加。

增加的电势能等于克服静电力做的功。

高中物理静电场知识点总结及题型分析

高中物理静电场知识点总结及题型分析

xx 电场一、静电场公式汇总1、公式计算中的q、©的要求电场中矢量(电场力F、电场E)的运算:q代绝对值电场中标量(功W电势能Ep、电势差UAB电势©)的运算:q、© xx、负2、公式:(1) 点电荷间的作用力:F=kQ1Q2/r2(2) 电荷共线平衡:( 3)电势© A:© A= EpA /q (© A电势二EpA电势能/ q检验电荷量;电荷在电场中某点的电势能与电荷量的比值跟试探电荷无关)( 4)电势能EpA:EpA=© A q( 5)电场力做的功WABW=F d =F S COSB =EqdWA R EpA- EpBWA B UAB q (电场力做功由移动电荷和电势差决定,与路径无关)(6)电势差UAB:UAB=© A—© B (电场中,两点电势之差叫电势差)UAB= WAB / q (WA电场力的功)U= E d (E数值等于沿场强方向单位距离的电势差)(7)电场强度EE=F/q (任何电场);(点电荷电场);(匀强电场)(8)电场力:F=E q (9)电容:(10)平行板电容器:3、能量守恒定律公式(1)、动量定理:物体所受合外力的冲量等于它的动量的变化.公式:F合t = mv2 —mv1 (解题时受力分析和正方向的规定是关键)动量守恒定律:相互作用的物体系统, 如果不受外力, 或它们所受的外力之和为零, 它们的总动量保持不变. (研究对象:相互作用的两个物体或多个物体)公式:m1v1 + m2v2 = m1 v1 '+ m2 v2'2)能量守恒(1)动能定理:(动能变化量=1/2 mv22-1/2 mv12)F合s对地c°s 1 2 2一mv mv 2 t oW( W2 L 1 2 2 -mv mv2 t o(2)能量守恒定律:系统(动能+重力势能+电势能)4、力与运动(动力学公式)xx第二定律:(1)匀速直线运动:受力运动(2)匀变速直线运动:受力(缺)运动⑴(s)(vt)(a)(3)类平抛运动:仅受电场力;;复合场速度位移水平方向竖直方向偏移量速度偏向角的正切:若加速电场:电场力做功,,则(y、与m q无关)示波管的灵敏度:y/U2二L2/4dU1圆周运动:绳子、单轨恰好通过最高点:;;杆、双轨最高点:如图所示,从静止出发的电子经加速电场加速后,进入偏转电场.若加速电压为U l、偏转电压为U2,要使电子在电场中的偏移距离y增大为原来的2倍(在保证电子不会打到极板上的前提下),可选用的方法有」--------------------------------------------------------- =J-A .使U i减小为原来的1/2 ;B .使U2增大为原来的2倍;C .使偏转电场极板长度增大为原来的 2 倍;D .使偏转电场极板的间距减小为原来的1/2考点名称:带电粒子在电场中的加速(一)、带电粒子在电场中的直线运动(1)如不计重1力,电场力就是粒子所受合外力,粒子做直线运动时2的要求有:①对电场的要求:或是匀强电场,或不是匀强电场但电场的电场线有直线形状。

静电场的概念和计算方法

静电场的概念和计算方法

静电场的概念和计算方法静电场(Electrostatic Field)是指由于电荷的存在而产生的电场,其特征是电场强度恒定且不随时间变化。

静电场是电磁学的一个重要分支,具有广泛的应用领域,如电场感应、电介质性质研究、高压技术等。

本文将介绍静电场的概念、基本定律以及计算方法。

一、静电场的概念与特点静电场是由静电荷(即电荷在静止状态下的分布)所引起的电场。

在物质中,正、负电荷之间会相互吸引,同类电荷之间则互相排斥。

根据库仑定律,电荷间的作用力与距离的平方成反比,与电荷量的乘积成正比。

静电场具有以下特点:1. 电场强度:静电场在空间中的每一点都具有电场强度,用来描述电荷对单位正电荷所施加的力。

2. 电势:电荷在静电场中的能量状态,与电场强度有密切关系,是标量量。

电势的单位是伏特(V)。

3. 电势差:在两点之间的电势差等于从一个点到另一个点时单位正电荷所做的功。

电势差是标量量。

4. 等势面:在静电场中,与某个电荷距离相等的所有点构成一个曲面,该曲面上任何一点的电势相等。

二、静电场的基本定律1. 静电场的超定原理:在静电场中,只有N-1个独立的物理量(如电荷量、电场强度、电势等)决定N个物理量。

这是静电场基本定律之一。

2. 高斯定理:高斯定理是静电场的基本定律之一,它描述了电场流量与电场内电荷的关系。

高斯定理可以用来计算任意形状的静电场。

3. 波尔卡定律:波尔卡定律描述了电荷在静电场中的分布情况。

根据波尔卡定律,电荷主要存在于导体表面,且电场在导体内部为零。

4. 库仑定律:库仑定律描述了点电荷之间的电场强度和力的关系。

根据库仑定律,电场的大小与点电荷之间的距离成反比,与电荷量的乘积成正比。

三、静电场的计算方法1. 电荷分布:对于具有特定几何形状的电荷分布,可以利用积分的方法来计算电场强度和电势差。

常见的电荷分布形式包括均匀线电荷、均匀面电荷和均匀体电荷。

2. 高斯定理:对于具有对称性的电荷分布,可以利用高斯定理直接计算电场强度。

静电场公式

静电场公式

静电场公式
静电场公式是描述静电场分布的数学公式,它可以帮助我们理解和研究静电现象。

静电场公式的形式如下:
E = k * (Q / r^2)
在这个公式中,E代表静电场的强度,k是一个常数,Q是电荷的大小,r是距离电荷的距离。

静电场公式告诉我们,静电场的强度与电荷的大小成正比,与距离的平方成反比。

这意味着,如果电荷的大小增加,静电场的强度也会增加;如果距离减小,静电场的强度也会增加。

静电场公式的应用非常广泛。

例如,在电场中运动的带电粒子受到的力可以通过静电场公式计算。

我们可以根据电荷的大小和位置,计算出作用在带电粒子上的静电力的大小和方向。

静电场公式也可以用来解释一些常见的静电现象。

比如,当我们梳头发时,梳子梳动时摩擦头发,使头发带电。

这时,头发与梳子之间形成了一个静电场,静电场的强度可以通过静电场公式计算。

当我们靠近金属物体时,这个静电场会产生引力,使头发贴在金属物体上。

静电场公式还可以帮助我们理解电荷分布对静电场的影响。

如果电荷分布不均匀,静电场的强度也会不均匀。

我们可以通过静电场公
式计算出不同位置的静电场强度,进而研究电荷分布的特性。

静电场公式是研究静电现象的重要工具,它可以帮助我们定量地描述和理解静电场的分布和性质。

通过应用静电场公式,我们可以解释静电现象,研究电荷分布对静电场的影响,并计算带电粒子受到的静电力。

静电场知识归纳

静电场知识归纳

一、静电场基本公式归纳1.(矢量)静电力F:F=qE(适用一切电场)F=k q1q2r2(适用于真空,点电荷)2.(矢量)场强E: E=Fq(适用一切电场、定义式,E大小与二者没有关系)E=k Qr2(决定式,适用于真空,点电荷)E=U ABd(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离)(标量)电势ᵩ:ᵩ=E pq(定义式,ᵩ大小与二者没有关系)ᵩA =U AB (B点为零电势点)(标量)电势能Ep :E p=qᵩE pA=WA∞(无限远处为零电势能点)(标量)电势差U AB :U AB=ᵩA−ᵩB(适用一切电场)U AB=W ABq(适用一切电场)U AB=Ed(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离,正负要判断)(标量)静电力做功W AB :W AB=qU AB(适用一切电场)W AB=E PA−E PBW AB=−∆E PW AB=qEd(适用匀强电场,d为沿电场线方向上的距离,正负要判断)二、电场的叠加在几个点电荷共同形成的电场中,某点的场强等于各个电荷单独存在时在该点产生的场强的矢量和,这叫做电场的叠加原理。

三、电场线1、电场线:为了形象地描述电场而在电场中画出的一些曲线,曲线的疏密程度表示场强的大小,曲线上某点的切线方向表示场强的方向。

2、电场线的特征1)、电场线密的地方场强强,电场线疏的地方场强弱2)、静电场的电场线起于正电荷止于负电荷,孤立的正电荷(或负电荷)的电场线止无穷远处点3)、电场线不会相交,也不会相切4)、电场线是假想的,实际电场中并不存在5)、电场线不是闭合曲线,且与带电粒子在电场中的运动轨迹之间没有必然联系3、几种典型电场的电场线1)正、负点电荷的电场中电场线的分布特点:a 、离点电荷越近,电场线越密,场强越大b 、以点电荷为球心作个球面,电场线处处与球面垂直,在此球面上场强大小处处相等,方向不同。

2)、等量异种点电荷形成的电场中的电场线分布特点:a 、沿点电荷的连线,场强先变小后变大b 、两点电荷连线中垂面(中垂线)上,场强方向均相同,且总与中垂面(中垂线)垂直c 、在中垂面(中垂线)上,与两点电荷连线的中点 0等距离各点场强相等。

静电场公式大全

静电场公式大全

8、电势差与电场力做功的关系:

��� = ��� − ��� = �� � − �� � = (�� − �� )� = ��� �

��� = ����
电场力做的功等于两点间的电势差乘以电荷量,��� =
9、电势差与电场强度的关系:� = �� 由此可得� =
���



其中,d 为沿电场线方向的距离。U 为沿电场方向两点的电势差。
另类表达:电场力做的功等于电势能的减少量。
由于��� = ��� − ��� ,∆���� = ��� − ��� ,所以��� =− ∆����
6、电势的定义式:� =
��

由此可得 �� = ��
7、电势差:��� = �� − �� ,��� = �� − �� ,由此可得��� =− ���
静电场பைடு நூலகம்式大全
1、两个点电荷之间的库仑力:� = �
�1 �2
�2
k 为静电力常量,k=9.0×109N·m2/C2,r 为两个点电荷的距离

2、电场强度的定义式:� = �
由此可得电场力 F=Eq
F 为电荷在该点所受电场力的大小,q 为电荷所带电荷量

3、点电荷的电场强度:� = � �2
其中 Q 为场源电荷所带电荷量,r 为该点距离场源电荷的距离

10、电容的定义式:� = �
��

11、电容的决定式:� = 4���
其中�� 是电介质的介电常数,S 是正对面积,k 是静电力常数,d 是两板间的距离
1、求电场力 F
①� = �
②F=Eq
�1 �2
�2
2、求电场力做功

静电场的详细计算

静电场的详细计算

静电场定义由静止电荷(相对于观察者静止的电荷)激发的电场。

静电场性质根据静电场的高斯定理:静电场的电场线起于正电荷或无穷远,终止于负电荷或无穷远,故静电场是有源场.从安培环路定理来说它是一个无旋场.根据环量定理,静电场中环量恒等于零,表明静电场中沿任意闭合路径移动电荷,电场力所做的功都为零,因此静电场是保守场.根据库仑定律,两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,即F=(k·q1q2)/r²;,其中q1、q2为两电荷的电荷量(不计正负性)、k为静电力常量,约为9.0e+09(牛顿·米²)/(库伦²;),r为两电荷中心点连线的距离。

注意,点电荷是不考虑其尺寸、形状和电荷分布情况的带电体。

是实际带电体的理想化模型。

当带电体的距离比它们的大小大得多时,带电体的形状和大小可以忽略不计的点电荷。

静电场的泊松方程由于静电场是无旋场,故可用标量电位φ表征静电场(见电位)。

电位与电场强度的关系是式中Q点为电位参考点,可选在无穷远处;P点为观察点。

上式的微分形式为电场强度等于电位的负梯度,即E=-墷φ在ε为常数的区域,式中墷·墷可记作墷2,在直角坐标中分别为一阶与二阶微分算符。

这样,可得电位φ所满足的微分方程称为泊松方程。

如果观察点处自由电荷密度ρ为0,则墷2φ=0称为拉普拉斯方程。

泊松方程和拉普拉斯方程描述了静电场空间分布的规律性。

可以证明,当已知ρ、ε及边界条件时,泊松方程或拉普拉斯方程的解是惟一的,可以设法求解电位φ,再求出场中各处的E。

静电场知识点一、库仑定律①元电荷:元电荷是指最小的电荷量,用e表示,大小为②库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

表达式:,其中静电力常量二、电场①电场的产生:电荷的周围存在着电场,产生电场的电荷叫做源电荷。

静电场基本方程

静电场基本方程

静电场基本方程静电场基本方程是计算电荷在空间分布导致的电场的方程,是电场学中最基本的方程之一。

在物理学中,电场是一种描述电荷相互作用的力场,而静电场则是指电荷静止或运动速度极慢时引起的电场。

静电场基本方程能够帮助我们理解电荷分布和电场的形成与特性。

静电场基本方程的数学形式为库仑定律,也称为电荷之间的相互作用力公式。

它可以用来计算点电荷产生的电场强度,即:F=kq1q2/r²其中,F是电荷之间的作用力,q1和q2是电荷的量,r是这两个电荷之间的距离,k是库仑常数。

这个方程告诉我们,两个电荷之间的作用力与它们的距离的平方成反比,和电荷量的乘积成正比。

根据电场的定义,电场强度E是在电场中某一点上的单位正电荷所受的力。

因此,我们可以将库仑定律转化为计算电场强度的方程:E=kq/r²这个方程是静电场基本方程的标准形式。

它告诉我们,电场强度与电荷量成正比,与距离的平方成反比。

这个方程的提出为我们理解静电场提供了极大的便利,可以应用到各种不同的场景中。

静电场中的电荷分布往往比较复杂,因此我们需要使用积分来计算电场。

根据叠加原理,电场强度可以通过整合各个电荷点上的电场强度来计算。

因此,电场强度的积分形式为:E = ∫ k dq/r²其中,dq表示电荷元素。

这个积分方程可以用来计算像导体球壳,导电平板等几何结构的电场分布。

总之,静电场基本方程是我们研究电场的基础,在工程、物理学等领域有着广泛的应用。

通过深入理解静电场基本方程的数学公式,可以更好地理解电场强度的计算和电荷分布的影响。

在实践中,我们可以根据静电场基本方程的原理,设计出更加科学合理的电场设备和电路结构,为我们的生活和工作环境带来更好的服务和效益。

静电场力和电势差的计算

静电场力和电势差的计算

静电场力和电势差的计算一、静电场力1.定义:静电场力是指电荷在静电场中受到的力。

2.计算公式:静电场力 F = qE,其中 F 表示力,q 表示电荷量,E 表示电场强度。

3.电场强度:电场强度 E 是描述电场力作用效果的物理量,单位为牛顿/库仑(N/C)。

4.电场线:电场线是用来表示电场分布的线条,从正电荷出发,指向负电荷。

5.电场力的方向:正电荷在电场中受到的力方向与电场强度方向相同,负电荷受到的力方向与电场强度方向相反。

6.定义:电势差是指电场力对单位正电荷所做的功。

7.计算公式:电势差 U = W/q,其中 W 表示电场力做的功,q 表示单位正电荷。

8.电势:电势是描述电场势能状态的物理量,单位为伏特(V)。

9.电势差与电场强度的关系:电势差 U 与电场强度 E 之间的关系为 U =-ΔE,其中ΔE 表示电场强度的变化量。

10.沿着电场线的电势变化:沿着电场线方向,电势逐渐降低。

11.解析法:通过求解电场方程和边界条件,得到电场强度和电势分布,进而计算静电场力和电势差。

12.数值法:利用计算机模拟电场分布,求解电场强度和电势,计算静电场力和电势差。

13.实验法:通过实验测量静电场力和电势差,得到相应的数据。

14.等势面:等势面是指在静电场中,电势相等的点构成的面。

等势面与电场线垂直,沿着等势面移动电荷,电场力不做功。

15.电场线和等势面的关系:电场线与等势面垂直,且电场线从高电势指向低电势。

总结:静电场力和电势差的计算是电磁学的基础内容,掌握相关公式和计算方法对于进一步学习电磁学具有重要意义。

在学习过程中,要注重理论知识与实际应用相结合,提高解决问题的能力。

习题及方法:1.题目:一个正电荷在静电场中受到的力是多少?解答:根据静电场力公式 F = qE,其中 q = 5C,E = 2N/C,代入计算得到 F = 5C * 2N/C = 10N。

2.题目:一个电场强度为 3N/C 的电场中,放入一个电荷量为 4C 的正电荷,求电场力做的功。

静电场公式集锦

静电场公式集锦
1、时间:
2、加速度:
3、竖直偏转位移:
4、偏转角度(速度与水平夹角):
电场线从正电荷出发终止于负电荷,电场线不相交,切线方向为场强方向,电场线密处场强大,顺着电场线电势越来越低,电场线与等势线垂直;
电场强度与电势均由电场本身决定,电场力与电势能还与带电体的电量多少和电荷正负有关;
处于静电平衡导体是个等势体,表面是个等势面,导体外表面附近的电场线垂直于导体表面,导体内部合场强为零,净电荷只分布于导体外表面。
静电场公式集锦
静电场公式集锦
1、元电荷:
e=×10-19C(元电荷是个数值)
2、电场力:
1、定义式:F=qE
2、点电荷:
3、电场强度:
1、定义式:E=F/q
2、点电荷:
3、匀强电场:
4、电势差:
1、定义:UAB=φA-φB
2、电势差与电场强度关系:UAB=E Nhomakorabea(d为沿电场线方向的距离)
3、电场力做功与电势差关系:
5、电场力做功:
1、电场力做功与电势能关系:WAB=EpA-EpB
2、电场力做功与电势差关系:WAB=qUAB(与路径无关)
6、电势能和电势:
EpA=qφA
7、电容
1、定义式:C=Q/U(C与Q、U无关)
2、平行板电容器决定式: (C与S成正比、与d成反比)
8、粒子在电场中加速:
动能定理: -0
9、粒子在电场中偏转:

静电场的电势差和电势计算

静电场的电势差和电势计算

静电场的电势差和电势计算静电场是指一种没有电流的电场,其中电荷在空间中静止或静止地流动。

静电场中存在两个重要的物理量:电势差和电势。

电势差是指在电场中从一点到另一点所需的能量变化,而电势是指单位正电荷在该点所具有的电势能。

1. 电势差的定义与计算在静电场中,电势差(ΔV)定义为单位正电荷从一个点移到另一个点时所需的功。

即:ΔV = W/q其中,ΔV表示电势差,W表示所需的功,q表示正电荷的大小。

2. 电势差的计算方法对于电势差的计算,可以使用两种常见的方法:路径积分法和场强法。

2.1 路径积分法路径积分法是通过沿着电场路径逐点计算电场强度的变化来计算电势差。

具体步骤如下:(1) 选择一个起点和终点,以及途径的路径;(2) 在路径上选择无穷小的位移量∆s,计算该点处的电场强度E;(3) 计算电场强度在位移量∆s上的投影E·∆s;(4) 对所有位移量上的投影进行累加,得到总的电势差ΔV。

2.2 场强法场强法是通过电场强度的定义来计算电势差。

电场强度(E)定义为单位正电荷在该点所受到的电力。

即:E = F/q其中,E表示电场强度,F表示电力,q表示正电荷的大小。

通过电场强度的定义,可以得到电势差与电场强度的关系:ΔV = E·d其中,ΔV表示电势差,E表示电场强度,d表示两点间的距离。

3. 电势的计算电势(V)是单位正电荷所具有的电势能。

电势与电势差之间的关系为:V = ΔV/q其中,V表示电势,ΔV表示电势差,q表示正电荷的大小。

对于电势的计算,可以使用两种常见的方法:电势差累加法和电场积分法。

3.1 电势差累加法电势差累加法是通过在电场中沿着路径逐点计算电势差的变化来计算电势。

具体步骤如下:(1) 选择一个起点和终点,以及途径的路径;(2) 在路径上选择无穷小的位移量∆s,计算该点处的电场强度E;(3) 计算电场强度在位移量∆s上的投影E·∆s;(4) 对所有位移量上的投影进行累加,得到总的电势差ΔV;(5) 将总的电势差ΔV除以正电荷的大小q,得到电势V。

静电场公式

静电场公式

第一章 静电场公式1、库仑力:221rq q k F = (适用条件:真空中静止的点电荷) k = 9.0×109 N ·m 2/ c 2 静电力常量 电场力:F = E q (F 与电场强度的方向可以相同,也可以相反)2、电场强度: 电场强度是表示电场性质的物理量。

是矢量。

定义式: qF E = 单位: N / C 或V/m 点电荷电场场强 2r Q kE = 匀强电场场强 dU E = 3、电势能:电势能的单位:J通常取无限远处或大地表面为电势能的零点。

静电力做功等于电势能的减少量 PB PA AB E E W -=4、电势: 电势是描述电场能的性质的物理量。

是标量。

电势的单位:V电势的定义式:q E p=ϕ 顺着电场线方向,电势越来越低。

一般点电荷形成的电场取无限远处的电势为零,在实际应用中常取大地的电势为零。

5、电势差U ,又称电压qW U = U AB = φA -φB 电场力做功和电势差的关系:W AB = q U AB6、粒子通过加速电场:221mv qU = 7、粒子通过偏转电场的偏转量(侧移距离): 做类似平抛运动2022022212121V L md qU V L m qE at y === 粒子通过偏转电场的偏转角度200tan mdv qUl v at v v x y ===θ 8、电容器的电容: 电容是表示电容器容纳电荷本领大小的物理量。

单位:F 定义式: c Q U = 电容器的带电荷量: Q=cU平行板电容器的电容: kdS c πε4= 平行板电容器与电源的两极相连,则两极板间电压不变平行板电容器充电后,切断电源,电容器所带电荷量不变。

高中物理静电场与电场力的计算方法

高中物理静电场与电场力的计算方法

高中物理静电场与电场力的计算方法静电场和电场力是高中物理中重要的概念和计算题型。

本文将详细介绍静电场和电场力的计算方法,并通过具体题目的举例,说明其考点和解题技巧。

一、静电场的计算方法静电场是指电荷周围的电场,可以通过电场强度来描述。

电场强度的计算方法如下:1. 对于点电荷:点电荷产生的电场强度与距离的关系由库仑定律给出,即E = kQ/r^2,其中E表示电场强度,k为电场常量,Q为电荷量,r为距离。

2. 对于均匀带电球壳:带电球壳产生的电场强度在球壳外部是与距离成反比的,即E = kQ/r^2,其中E表示电场强度,k为电场常量,Q为球壳上的总电荷量,r为距离。

3. 对于均匀带电平板:带电平板产生的电场强度在平板两侧是均匀的,大小为E = σ/2ε0,其中E表示电场强度,σ为平板上的电荷面密度,ε0为真空介电常数。

通过以上计算方法,可以求解不同情况下的电场强度,进而帮助解决与电场相关的问题。

二、电场力的计算方法电场力是电荷在电场中受到的力,可以通过库仑定律来计算。

电场力的计算方法如下:1. 对于点电荷:电荷在电场中受到的电场力与电场强度和电荷量的乘积成正比,即F = qE,其中F表示电场力,q为电荷量,E为电场强度。

2. 对于带电球壳:电荷在带电球壳电场中受到的电场力为零。

这是因为带电球壳内部的电场强度为零,所以电荷在球壳内部不受力。

3. 对于带电平板:电荷在带电平板电场中受到的电场力与电荷量和电场强度的乘积成正比,即F = qE,其中F表示电场力,q为电荷量,E为电场强度。

通过以上计算方法,可以求解不同情况下电荷在电场中受到的电场力,进而帮助解决与电场力相关的问题。

三、题目举例及解析1. 题目:一个点电荷Q在距离它r的地方产生的电场强度大小为E,求点电荷Q的电荷量。

解析:根据电场强度的计算方法E = kQ/r^2,可以求解出点电荷Q的电荷量。

2. 题目:一个带有电荷量Q的均匀带电球壳半径为R,求球壳外某点的电场强度。

第一章_静电场 全部公式

第一章_静电场 全部公式

第一章 静电场 公式集1、最小的电荷量 叫“元电荷” e=1.6*10-19C 一个电子所带的电荷量为1e2、库仑定律 F = kQq /r2 k:静电力常量 Q:源电荷q:试探电荷3、电场强度(矢量)E =F /q = kQ /r2 E的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同4、电场线1)、电场线上每点的切线方向 表示该点场强的方向。

2)、电场线不相交。

3)、电场线的疏密 或等势面的间距小和大 都表示场强的弱和强。

4)、匀强电场的电场线是间隔相等的平行线。

5)、电场线指向电势降低的方向,即由电势高的等势面指向电势低的等势面。

5、静电力做的功 等于电势能的减少量W AB = E PA - E PB = q E d AB = q U AB d AB:AB两点沿电场方向的距离电荷在某点的电势能,等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功。

6、电势(标量)φ= E P /q 电荷在电场中某一点的电势能 与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势。

7、等势面1)、等势面一定与电场线垂直,即与场强方向垂直。

2)、同一等势面上移动电荷时,静电力不做功。

3)、等势面不相交。

4)、同一等势面,场强不一定相同。

8、电压(电势差) U AB = φA - φB9、等势体 表面为同一等势面,所有内部场强处处为0,所有内部没有电荷。

拓展:内外表面为两个不同的等势面,环内场强为0,而中间有场强。

10、电势差与场强的关系U AB = E d⊥ E:匀强电场 d⊥:AB两点沿场强方向的距离即匀强电场中两点间的电势差 等于电场强度与这两点沿电场方向的距离的乘积。

E = U AB /d⊥ 即电场强度在数值上等于沿电场方向每单位距离上降低的电势。

11、电容C = Q /U Q:单一极板 带电量的绝对值电容在数值上等于使两极板间的电势差为(每)1V时,电容器需要带的电荷量C =εr S /(4πk d ) εr:电介质的相对介电常数k:静电力常量12、U = 4πk d Q/(εr S) E = 4πk Q/(εr S)13、带电粒子的加速动能定理 mV2 /2 = q U AB(静电力做功)14、带电粒子的偏转加速度 a = F /m = qE /m = qU /(md) 偏移距离 y = a t2 /2运动时间 t = l /V0偏转角 tanθ= V⊥ / V0 V⊥= a t提问人的追问 2010-10-23 19:47还能详细点么、整齐一点、看不太清回答人的补充 2010-10-23 19:521、最小的电荷量 叫“元电荷” e=1.6*10-19C 一个电子所带的电荷量为1e2、库仑定律 F = kQq /r2 k:静电力常量 Q:源电荷q:试探电荷3、电场强度(矢量)E =F /q = kQ /r2 E的方向与正电荷在该点所受的静电力的方向相同4、电场线1)、电场线上每点的切线方向 表示该点场强的方向。

静电场公式总结

静电场公式总结

静电场公式总结静电场是物理学中的一个重要概念,描述了电荷的分布如何影响空间中其他电荷的力和电势分布。

在研究静电场时,我们可以利用一系列的数学公式来计算和描述这个过程。

本文将对常见的静电场公式进行总结,希望能够帮助读者更好地理解和应用这些公式。

1. 库伦定律库伦定律是描述电荷之间相互作用力的基本定律。

它表达了两个电荷间的静电力与它们之间的距离的平方成反比。

库伦定律的公式如下:F = k * |q1 * q2| / r^2其中F代表两个电荷之间的静电力,k为库伦常数,q1和q2分别代表两个电荷的大小,r代表它们之间的距离。

2. 电场强度电场强度描述了一个电荷对于单位试验电荷的作用力。

它是一个矢量,具有大小和方向。

电场强度的公式如下:E =F / q其中E代表电场强度,F代表电荷受到的静电力,q代表单位试验电荷。

这个公式告诉我们,电场强度与电荷受到的力成正比,与单位试验电荷的大小成反比。

3. 电场线密度电场线密度指的是单位长度上电场线的数量。

它可以用来描述电场的分布情况。

电场线密度的公式如下:σ = E / L其中σ代表电场线密度,E代表电场强度,L代表电场线长度。

电场线密度的大小与电场强度成正比,与电场线长度成反比。

4. 电势能电势能描述了一个电荷在电场中由于位置发生改变而产生的能量变化。

电势能的公式如下:U = qV其中U代表电势能,q代表电荷的大小,V代表电势差。

这个公式告诉我们,电势能与电荷的大小成正比,与电势差的大小成正比。

5. 电势差电势差描述了一个电场中两点之间的电势差异。

电势差的公式如下:ΔV = -∫ E · dl其中ΔV代表电势差,E代表电场强度,dl代表路径元素。

这个公式告诉我们,电势差与沿着路径的电场强度的积分成反比。

总结:通过上述公式的总结,我们可以看到静电场的公式体系十分丰富,包含了电荷之间相互作用力、电场强度、电场线密度、电势能和电势差等重要概念。

这些公式在解决电荷、电场相关问题时是非常有用的。

静电场电场强度和电势能的计算

静电场电场强度和电势能的计算

静电场电场强度和电势能的计算静电场是由于电荷的引力而产生的一种特殊现象。

在静电场中,电场强度和电势能是两个重要的物理量,用于描述电场的特性和电荷之间的相互作用。

本文将介绍如何计算静电场中的电场强度和电势能。

1. 电场强度的计算在静电场中,电场强度描述了单位正电荷所受到的电力作用,用于描述电荷之间的相互作用强度。

电场强度的计算公式为:E = k * Q / r^2其中,E表示电场强度,k表示库仑常数,Q表示电荷大小,r表示距离。

例如,假设有两个电荷Q1和Q2,它们之间的距离为r,则Q2所受到的电场强度为:E2 = k * Q1 / r^2根据叠加原理,如果存在多个电荷,则总的电场强度等于各个电荷产生的电场强度之和。

2. 电势能的计算静电场中的电势能表示单位正电荷从无穷远处移动到某一位置时所具有的能量。

电势能的计算公式为:U = k * Q / r其中,U表示电势能,k表示库仑常数,Q表示电荷大小,r表示距离。

例如,一个正电荷Q在静电场中所受到的电势能为:U = k * Q / r同样地,根据叠加原理,如果存在多个电荷,则总的电势能等于各个电荷产生的电势能之和。

3. 电场强度和电势能的关系在静电场中,电场强度和电势能之间存在一定的关系。

根据电场强度的定义和电势能的定义,可以得到以下关系式:E = -dU / dr其中,E表示电场强度,U表示电势能,r表示距离。

这个关系式表明,电场强度的方向是电势能降低的方向。

换句话说,正电荷沿着电场强度的方向移动,它所具有的电势能将减小。

4. 应用举例现在我们来应用上述的计算公式和关系,解决一个具体的问题。

假设有两个电荷,Q1 = 2C,Q2 = -3C,它们之间的距离为r = 5m。

现在我们要计算电场强度和电势能。

首先,根据电场强度的计算公式,电场强度E1和E2分别为:E1 = k * Q1 / r^2 = 9 * 10^9 * 2 / (5^2) N/CE2 = k * Q2 / r^2 = 9 * 10^9 * (-3) / (5^2) N/C接着,根据电势能的计算公式,电势能U1和U2分别为:U1 = k * Q1 / r = 9 * 10^9 * 2 / 5 JU2 = k * Q2 / r = 9 * 10^9 * (-3) / 5 J最后,根据电场强度和电势能的关系式,我们可以计算出E1和E2对应的电势能变化:dU1 = -E1 * drdU2 = -E2 * dr这样,我们就可以得到电势能的变化量dU1和dU2。

物理静电场公式总结

物理静电场公式总结

物理静电场公式总结1. 静电力公式静电力是由带电物体之间相互作用产生的力。

根据库仑定律,两个带电物体之间的静电力可以通过以下公式计算:F = k * (|q1| * |q2|) / r²其中,F表示静电力的大小,k是库仑常数(k ≈ 9 × 10^9 Nm²/C²),q1和q2分别是两个带电物体的电荷量,r表示两个带电物体之间的距离。

2. 电场强度公式电场强度是指单位正电荷所受到的电力,用E表示。

根据库仑定律,电场强度可以通过以下公式计算:E = k * |q| / r²其中,E表示电场强度的大小,k是库仑常数,q表示带电物体的电荷量,r表示带电物体到所求点的距离。

3. 电势能公式电势能是指带电物体在电场中由于位置变化而具有的能量。

电势能可以通过以下公式计算:U = k * (|q1| * |q2|) / r其中,U表示电势能的大小,k是库仑常数,q1和q2分别是两个带电物体的电荷量,r表示两个带电物体之间的距离。

4. 电势公式电势是指单位正电荷在电场中所受到的电势能,通常用V表示。

电势可以通过以下公式计算:V = k * |q| / r其中,V表示电势的大小,k是库仑常数,q表示带电物体的电荷量,r表示带电物体到所求点的距离。

5. Gauss’s 定理Gauss’s 定理是描述了电场与电荷之间的关系。

在一个封闭曲面上,通过该曲面的电场通量与该曲面内所包围的总电荷量之比等于常数ε₀(真空中的介电常数)乘以曲面内电场的总电荷量。

∮ E * dA = (1/ε₀) * Q其中,∮表示曲面积分,E表示电场强度,dA表示曲面元,Q表示曲面内的总电荷量。

6. 磁场对电荷的力公式当带电粒子的速度与外磁场垂直时,磁场会对带电粒子施加一个力,即洛伦兹力。

洛伦兹力可以通过以下公式计算:F = q * (v × B)其中,F表示磁场对电荷的力的大小,q表示电荷量,v表示电荷的速度,B表示磁场的大小和方向。

静电场与电势差的计算

静电场与电势差的计算

静电场与电势差的计算静电场和电势差是电学领域中重要的概念,用于描述电荷分布和电场力量的性质。

了解如何计算静电场和电势差对于理解电磁现象和应用电学原理至关重要。

本文将介绍静电场与电势差的计算方法,并展示一些实际应用。

一、静电场的计算静电场是由电荷引起的力场,对周围的电荷施加力量。

为了计算静电场的强度,我们需要考虑电荷的性质和空间分布。

以下是几种常见的静电场计算方法:1. 库仑定律库仑定律用于计算两个点电荷之间的静电力。

它表明电荷之间的吸引力或排斥力与它们之间的距离成正比,与电荷的大小成正比。

库仑定律的公式如下:F = k * (|q1 * q2|) / r²其中,F是电荷间的静电力,k是电场常数,q1和q2是电荷量,r 是两个电荷之间的距离。

2. 线电荷和环电荷对于线电荷或环电荷,我们可以通过积分来计算电场的强度。

对于线电荷,我们可以将电荷沿线分割成无穷小的电荷元,并对每个电荷元的贡献进行积分。

对于环电荷,我们将环分割成无穷小的电荷元,并进行积分计算。

这样可以得到与点电荷不同的电场分布。

3. 平面电荷平面电荷的计算可以视为线电荷的推广。

我们将平面分割成无穷小的电荷元,并对每个元素的贡献进行积分求和。

通过这种方法,我们可以得到平面电荷所产生的电场分布。

4. 体电荷计算体电荷的电场分布可以通过积分将体积分割成无穷小的电荷元,并对每个电荷元的贡献进行求和。

这种方法可以得到与其他类型电荷不同的电场分布,适用于任意三维形状的电荷。

二、电势差的计算电势差是指在电场中从一个点移动到另一个点所需的能量变化。

电势差是标量,与路径无关。

以下是电势差的计算方法:1. 点电荷对于点电荷,我们可以使用公式计算电势差:V = k * (|q|) / r其中,V是电势差,k是电场常数,q是电荷量,r是电荷到目标点的距离。

2. 连续分布的电荷对于连续分布的电荷,例如线电荷、面电荷或体电荷,我们需要将电荷分割成无穷小的电荷元,并对每个元素的贡献进行求和。

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静电场定义
由静止电荷(相对于观察者静止的电荷)激发的电场。

静电场性质
根据静电场的高斯定理:
静电场的电场线起于正电荷或无穷远,
终止于负电荷或无穷远,故静电场是有源场.
从安培环路定理来说它是一个无旋场.
根据环量定理,静电场中环量恒等于零,表明静电场中沿任意闭合路径移动电荷,电场力所做的功都为零,因此静电场是保守场.
根据库仑定律,两个点电荷之间的作用力跟它们的电荷量的乘积成正比,和它们距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上,即F=(k·q1q2)/r²;,其中q1、q2为两电荷的电荷量(不计正负性)、k为静电力常量,约为9.0e+09(牛顿·米²)/(库伦²;),r为两电荷中心点连线的距离。

注意,点电荷是不考虑其尺寸、形状和电荷分布情况的带电体。

是实际带电体的理想化模型。

当带电体的距离比它们的大小大得多时,带电体的形状和大小可以忽略不计的点电荷。

静电场的泊松方程
由于静电场是无旋场,故可用标量电位φ表征静电场(见电位)。

电位与电场强度的关系是式中Q点为电位参考点,可选在无穷远处;P点为观察点。

上式的微分形式为电场强度等于电位的负梯度,即
E=-墷φ在ε为常数的区域,式中墷·墷可记作墷2,
在直角坐标中分别为一阶与二阶微分算符。

这样,可得电位φ所满足的微分方程称为泊松方程。

如果观察点处自由电荷密度ρ为0,则
墷2φ=0
称为拉普拉斯方程。

泊松方程和拉普拉斯方程描述了静电场空间分布的规律性。

可以证明,当已知ρ、ε及边界条件时,泊松方程或拉普拉斯方程的解是惟一的,可以设法求解电位φ,再求出场中各处的E。

静电场知识点
一、库仑定律
①元电荷:元电荷是指最小的电荷量,用e表示,大小为
②库仑定律:真空中两个静止点电荷之间的相互作用力,与它们的电荷量的乘积成正比,与它们的距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。

表达式:,其中
静电力常量
二、电场
①电场的产生:电荷的周围存在着电场,产生电场的电荷叫做源电荷。

描述电场力的性质的物理量是电场强度,描述电场能的性质的物理量是电势,这两个物理量仅由电场本身决定,与试探电荷无关。

②电场强度:放入电场中某点的电荷所受的静电力与它的电荷量的比值,叫电场强度。

定义式:,单位:方向:规定与正电荷在该点所受的静电力方向相同,则与负电荷在该点所受静电力的方向相反。

也是该点电场线的切线方向。

区别:(定义式,适用于任何电场);(点电荷产生电场的决定式);
(电场强度与电势差间的关系,适用于匀强电场,d是两点间距离在场强方向上的投影)。

③电场线:在电场中画出的一系列有方向的曲线,曲线上每一点的切线方向表示该点的场强方向,曲线的疏密表示场强的大小。

电场线是为了形象的描述电场而假想的、实际不存在的曲线。

电场线从正电荷或无限远出发,终止于无限远或负电荷,是不闭合、不相交的曲线。

熟悉正、负点电荷、匀强电场、等量异种电荷、等量同种电荷的电场线分布图(教材13页)。

三、电势能、电势、电势差
①电势能:由于移动电荷时静电力做的功与路径无关,所以电荷在电场中也具有势能,叫做
电势能。

静电力做功与电势能变化的关系式为:即静电力所做的功等于电势能的变化。

所以,当静电力做多少正功,电势能就减小多少;当静电力做多少负功,电势
能就增加多少。

静电力做功与电势差的关系式为:说明:电荷在某点的电势能等于静电力把它从该点移动到零势能位置时所做的功(通常选大地或无限远处电势能为零)。

电势能有正有负,但是标量。

试探电荷在电场中某点的电势能大小为:
②电势:电荷在电场中某一点的电势能与它的电荷量的比值,叫做这一点的电势(由电场中
这点的性质决定,与试探电荷的无关)。

定义式:沿着电场线方向电势降低,或电势降低最快的方向就是电场强度的方向。

③电势差与电势的关系式为:电势差与静电力做功的关系式为:
匀强电场中电势差与电场强度的关系为:同一点的电势随零电势点的不同而不同(通常选大地或无限远处电势为零),而两点间的电势差与零电势点的选取无关。

④等势面:电场中电势相等的点构成的面。

性质:沿同一等势面移动电荷时静电力不做功;电场线与等势面垂直,且由电势高的等势面指向电势低的等势面;在相邻等势面间电势差相等的情况下,等势面的疏密表示电场的强弱(密强弱疏)。

会画点电荷电场和匀强电场的等
势面。

注:等都是标量,但都有正有负,计算时带正负号代入。

四、电容器和电容
任何两个彼此绝缘又相距很近的导体就组成一个电容器(容纳电荷)。

电容:电容器所带的电荷量Q与电容器两极板间的电势差U的比值,叫做电容器的电容,表示电容器
容纳电荷本领的物理量。

定义式:国际单位制中单位为法拉,
平行板电容器的决定式为:
平行板电容器应用的两种情况:①电容器始终与电源相连(U不变),
不变。

②电容器充电后与电源断开(Q不变),
不变;(会熟练推导)
五、带电粒子在电场中的运动
①带电粒子是否考虑重力:微观粒子(如质子、电子、粒子等)不计重力;宏观微粒(如
带电小球、质点、油滴等)考虑重力。

②带电粒子的加速:一平行金属板两板间电压为U,一带电粒子(q、m)仅受静电力作用从静止开始,
从一板运动到另一板的速度大小?()
③带电粒子在电场中的偏转:水平放置的平行金属板,板长为l,板间电压为U(上正下负),板间距离为d,一电荷量为q的带正电粒子(不计重力)以初速度0V垂直电场方向从左侧射入板间,且能从右侧飞出。

带电粒子在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向做初速度为零的匀加速直线运动,轨迹如
图。

水平方向:竖直方向:
若是如图所示的运动,则
(电性相同的不同粒子经加速电场和偏转电场后射出时轨迹相同)。

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